Физические основы общей химии. Балданова Д.М - 16 стр.

UptoLike

щества в 1000 г растворителя:
ляр
m
M
m
n 1000
2
.
Тогда
ляр
эбк
mM
m
KT
=
1000
, (2.13)
где
К
эб
эбулиоскопическая постоянная растворителя; m и M
соответственно масса и молярная масса растворенного вещества;
m
р-ля
масса растворителя.
3. Температура замерзания (кристаллизации) раствора ниже
температуры замерзания (кристаллизации) чистого растворителя.
Это обусловлено более низким давлением пара растворителя над
раствором, чем над растворителем. Понижение температуры за-
мерзания
Т пропорционально моляльности раствора:
ляр
крз
mM
m
KT
=
1000
, (2.14)
где
К
кр.
криоскопическая постоянная растворителя.
Значения
К
эб
и К
кр.
зависят от природы растворителя. Неко-
торые значения эбулиоскопических и криоскопических постоян-
ных приведены в таблице 1.
Таблица 1. Эбулиоскопические и криоскопические постоянные
некоторых растворителей
Растворитель
Постоянные
растворителей,
кгКмоль
-1
вода этанол бензол ССl
4
К
эб
0,52 1,22 2,53 5,02
К
кр.
1,85 1,99 5,12 29,8
Таким образом, рассмотренные свойства растворов зави-
сят от концентрации частиц растворенного вещества. Поэто-
28
му, если молекулы вещества под действием растворителя диссоцииру-
ют на ионы, общая концентрация всех частиц вещества возрастает. В
результате изменяются и показатели свойств раствора.
В растворах солей, кислот и оснований изменение осмоти-
ческого давления превышает вычисленное по уравнению (2.2).
Стремясь привести в соответствие теорию с наблюдаемыми ре-
зультатами и сделать соответствующие уравнения пригодными
для таких растворов, Вант-Гофф ввел в них поправочный множи-
тель
i, называемым изотоническим коэффициентом. Следует от-
метить, что растворы с одинаковым осмотическим давлением на-
зываются изотоническими. Подстановка коэффициента Вант-
Гоффа
i в уравнение осмотического давления и в уравнения зако-
на Рауля делает их пригодными для разбавленных растворов всех
веществ, в том числе и для растворов солей, кислот и оснований.
Коэффициент
i вводится в соответствующие уравнения как со-
множитель.
Для растворов электролитов вместо (2.1), (2.2), (2.13) и
(2.14) получим, соответственно,
2
0
0
Ni
p
pp
=
; (2.15)
RTCip
M
=
; (2.16)
ляр
эбк
mM
m
KiT
=
1000
; (2.17)
ляр
крз
mM
m
KiT
=
1000
, (2.18)
где
1>i .
Изотонический коэффициент связан со степенью диссо-
циации электролита
α
соотношением:
(
)
11
+
=
ki
α
, (2.19)
где
kчисло ионов, на которые распадается при диссоциации
29
щества в 1000 г растворителя:                                      му, если молекулы вещества под действием растворителя диссоцииру-
                                                                   ют на ионы, общая концентрация всех частиц вещества возрастает. В
                           n2 − 1000
                                                                  результате изменяются и показатели свойств раствора.
                           m              .                              В растворах солей, кислот и оснований изменение осмоти-
                            M − m р − ля                         ческого давления превышает вычисленное по уравнению (2.2).
Тогда                                                              Стремясь привести в соответствие теорию с наблюдаемыми ре-
                                                                   зультатами и сделать соответствующие уравнения пригодными
                                       m ⋅ 1000
                      ∆Tк = K эб ⋅                  ,     (2.13)   для таких растворов, Вант-Гофф ввел в них поправочный множи-
                                       M ⋅ m р − ля                тель i, называемым изотоническим коэффициентом. Следует от-
где Кэб – эбулиоскопическая постоянная растворителя; m и M –       метить, что растворы с одинаковым осмотическим давлением на-
соответственно масса и молярная масса растворенного вещества;      зываются изотоническими. Подстановка коэффициента Вант-
mр-ля – масса растворителя.                                        Гоффа i в уравнение осмотического давления и в уравнения зако-
       3. Температура замерзания (кристаллизации) раствора ниже    на Рауля делает их пригодными для разбавленных растворов всех
температуры замерзания (кристаллизации) чистого растворителя.      веществ, в том числе и для растворов солей, кислот и оснований.
Это обусловлено более низким давлением пара растворителя над       Коэффициент i вводится в соответствующие уравнения как со-
раствором, чем над растворителем. Понижение температуры за-        множитель.
мерзания ∆Т пропорционально моляльности раствора:                         Для растворов электролитов вместо (2.1), (2.2), (2.13) и
                                       m ⋅ 1000                    (2.14) получим, соответственно,
                     ∆Tз = K кр ⋅                   ,     (2.14)                         p0 − p
                                       M ⋅ m р − ля                                                = i ⋅ N2 ;                 (2.15)
где Ккр. – криоскопическая постоянная растворителя.
                                                                                            p0
      Значения Кэб и Ккр. зависят от природы растворителя. Неко-                         ∆p = i ⋅ C M RT ;                    (2.16)
торые значения эбулиоскопических и криоскопических постоян-                                           m ⋅ 1000
ных приведены в таблице 1.                                                           ∆Tк = i ⋅ K эб ⋅              ;          (2.17)
                                                                                                      M ⋅ m р − ля
    Таблица 1. Эбулиоскопические и криоскопические постоянные                                           m ⋅ 1000
                     некоторых растворителей                                         ∆Tз = i ⋅ K кр ⋅                ,        (2.18)
                                                                                                        M ⋅ m р − ля
 Постоянные                          Растворитель                  где i > 1 .
растворителей,     вода          этанол     бензол       ССl4            Изотонический коэффициент связан со степенью диссо-
  кг⋅К⋅моль-1                                                      циации электролита α соотношением:
      Кэб           0,52          1,22            2,53   5,02                            i = 1 + α (k − 1) ,             (2.19)
      Ккр.          1,85          1,99            5,12   29,8      где k – число ионов, на которые распадается при диссоциации
     Таким образом, рассмотренные свойства растворов зави-
сят от концентрации частиц растворенного вещества. Поэто-


                                  28                                                                29